Biodegradace in vitro biopolyesterů v syntetické žaludeční šťávě - Sobková, Markéta (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2020)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem in vitro biodegradace biopolyesterů v syntetické žaludeční šťávě a fyziologickém roztoku pufrovaném fosfáty s lipázou po dobu 81 dní. Teoretická část shrnuje základní poznatky o biologicky rozložitelných biopolyesterech, zabývá se jejich využitím a poukazuje na jejich možné aplikace v medicíně. Experimentální část se zabývá samotnou biodegradací připravených biopolyesterových filmů. K experimentu byly využity následující biopolyestery: polykyselina mléčná, komerční poly(hydroxyalkanoát) amorfní, poly(3-hydroxybutyrát), poly(butylen adipát-co-tereftalát), poly(-3hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerát), polyhydroxybutyrát polyhydroxyhexanoát kopolymer, filament polykyseliny mléčné a filament směsi polykyseliny mléčné a polyhydroxybutyrátu. Tenké filmy byly připraveny rozpouštěním polymeru v chloroformu, vylitím do formy a následným odpařením rozpouštědla. Dle typu polyesteru a jeho stupně krystalinity se měnily vlastnosti připravených filmů, jejich vzhled byl v škále od transparentních do mléčně zakalených a jejich mechanické vlastnosti se lišily hlavně v elasticitě. Během biodegradace docházelo k změně morfologie filmů a studované vzorky získávaly vyšší stupeň křehkosti a nižší kompatibilitu. Samotná biodegradace byla sledována pomocí změn molekulové hmotnosti (pomocí SEC-MALLS), chemické struktury (pomocí FTIR) a úbytkem hmotnosti v čase (gravimetrie). Analyzované biopolyestery byly prokazatelně náchylné na biodegradaci v simulovaných tělních podmínkách. Stupeň biodegradace závisel na typu použitého biopolyesteru. Největší úbytek hmotnosti byl zaznamenán u vzorku amorfního polyhydroxyalkanoátu, kdy ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfáty s lipázou došlo ke snížení původní hmotnosti o 84,28 ± 0,03 % po 81 dnech biodegradace.

This bachelor’s thesis is focused on the study of in vitro biodegradation of biopolyesters exposed synthetic gastric juice and phosphate buffer saline with lipase for 81 days. The theoretical part summarises the necessary information about characteristics of biodegradable biopolyesters, deals with their possible applications in medicine. The experimental part deals with the biodegradation of prepared biopolyesters films. in this work, poly(lactic acid), amorphous poly(hydroxy alkanoates), poly(3-hydroxybutyrate), poly(butylene adipate terephthalate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), filament poly(lactic acid) and filament poly(lactic acid)/poly(hydroxybutyrate) were used for the experiment. The films were prepared by dissolving of the biopolyesters in hot chloroform. The dissolving agent was evaporated, and prepared films were dried. Prepared films had different properties depending on the used biopolyesters. Their appearance was formed transparent to milky cloudy. Also, trey differed in their plasticity. During biodegradation, the morphology changed, and the samples gained higher fragility. The effect of biodegradation was monitored by changes in 1) molecular weights (SEC-MALLS), 2) chemical structure (FTIR) and 3) weight loss changes (gravimetrically). The analysed biopolyesters were demonstrably susceptible to biodegradation in simulated body conditions. The degree of biodegradation depends on the type of biopolyester. The most significant weight loss was recorded for the sample of amorphous polyhydroxyalkanoate (PHA). The PHA´original weight was reduced about 84.28 ± 0.03 % after the 81 days of biodegradation in the phosphate-buffered saline with lipase.
In vitro biodegradation of biopolyesters exposed to synthetic gastric juice
Keywords: polymerní filmy; biodegradace; biopolyestery; hydrolýza; polyhydroxyalkanoáty; kyselina polymléčná; PBAT; polymer films; biodegradation; biopolyesters; hydrolysis; polyhydroxyalkanoats; poly(lactic acid); PBAT